剑桥大学 研究人员展示了一种单细胞生物——肺囊藻，当它的细胞壁因机械力而变形时，它是如何产生闪光的
通过系统的实验，他们发现闪光的亮度取决于变形的深度和速度
学分:马齐亚尔·贾拉尔/剑桥大学 研究解释了单细胞海洋生物是如何对机械刺激做出反应而产生光的，并在夜间点亮破浪灯
每隔几年，一种叫做甲藻的微小生物的爆发，通过赋予破浪以怪异的蓝色光芒，改变了世界各地的海岸
今年南加州壮观的开花是一个特别引人注目的例子
在发表在《物理评论快报》杂志上的一项新研究中，研究人员已经确定了导致这些生物中的一个物种产生光的潜在物理学
由剑桥大学领导的国际团队开发了基于显微操作和高速成像的独特实验工具，以可视化单细胞水平的光产生
他们展示了一种单细胞生物——肺囊虫，当它的细胞壁因机械力而变形时，它是如何产生闪光的
通过系统的实验，他们发现闪光的亮度取决于变形的深度和速度
这种现象被称为“粘弹性”反应，存在于许多复杂的物质中，例如含有悬浮聚合物的流体
在像焦胞藻(即沟鞭藻)这样的生物中，这种机制很可能与离子通道有关，离子通道是分布在细胞膜上的特殊蛋白质
当膜受到压力时，这些通道打开，允许钙在细胞的隔间之间移动，引发产生光的生化级联反应
“尽管几十年的科学研究，主要是在生物化学领域，流体流动引发光产生的物理机制仍然不清楚，”雷蒙德教授说
领导这项研究的施伦贝谢大学应用数学和理论物理系复杂物理系统教授戈尔茨坦
“我们的发现揭示了流体流动触发光产生的物理机制，并展示了在单细胞水平上做出优雅的决策是多么的容易，”博士说
该报的第一作者马齐亚尔·贾拉尔
生物发光沟鞭藻肺囊虫的短片段
学分:马齐亚尔·贾拉尔/剑桥大学 几千年来，生物发光一直是人类感兴趣的，因为它是海洋中夜间破浪的辉光或森林中萤火虫的火花
许多作家和哲学家都写过生物发光，从亚里士多德到莎士比亚，莎士比亚在《哈姆雷特》中写过萤火虫的“无效之火”；指没有热量的光的产生: "
刺痛她
马上再见
萤火虫显示日场就在附近，并开始熄灭他无效的火焰
再见，再见，再见
《请记住我》
" 然而，海洋中的生物发光并非“无效”
相反，它用于防御、进攻和交配
就甲藻而言，它们利用发光来吓跑捕食者
目前的研究结果表明，当细胞壁的变形很小时，无论压痕形成得多快，光强都很小，当压痕很大但施加得很慢时，光强也很小
只有当振幅和速率都很大时，光强才最大
该小组开发了一个数学模型，能够定量地解释这些观察结果，他们认为这种行为可以起到过滤器的作用，以避免触发虚假的闪光
与此同时，研究人员计划更定量地分析流体流动中整个细胞上的力分布，这是在海洋环境中理解光预测的一个步骤
研究小组的其他成员有博士后研究员海伦·德·马莱普拉德、德国哥廷根马克斯·普朗克动力学和自组织研究所的客座学生尼科·施拉姆和法国理工学院的安托万·多德以及法国尼斯体质研究所的客座教授克利斯朵夫·劳法斯特
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